黎運(yùn)喜

摘要：建筑材料的保護(hù)是當(dāng)前建筑行業(yè)安全穩(wěn)定發(fā)展的重要前提，材料的燃燒性能主要是指材料對(duì)火反應(yīng)的能力，本文主要基于建筑材料的應(yīng)用特征以及其分級(jí)基本參數(shù)，分析在火反應(yīng)條件下建筑材料的應(yīng)用特征及其級(jí)別。

關(guān)鍵詞：火反應(yīng)建筑材料應(yīng)用特征級(jí)別

中圖分類號(hào)：TU767 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）08（c）-0055-01

燃燒性能是建筑材料本身對(duì)火反應(yīng)的能力，燃燒性能的分級(jí)則是根據(jù)其對(duì)火反應(yīng)能力的特增參數(shù)的大小進(jìn)行排列，并且劃分等級(jí)。材料燃燒性能分級(jí)體系是材料火反應(yīng)能力的體系。建筑材料的燃燒性能在一定意義上，直接影響著建筑材料的正常使用。就目前發(fā)展來(lái)看，各個(gè)國(guó)家都有自己的燃燒性能分級(jí)體系，將建筑材料的火反應(yīng)燃燒等級(jí)進(jìn)行分級(jí)，由于缺乏統(tǒng)一的指標(biāo)，各個(gè)國(guó)家的分級(jí)程度不同?；馂?zāi)理論在我國(guó)的發(fā)展起步較晚，因此在理論建設(shè)上還存在明顯不足。

1建筑材料概述

建筑材料是材料構(gòu)造和形式的高度統(tǒng)一，在建筑物中使用的材料稱之為建筑材料，隨著建筑業(yè)的發(fā)展和建筑工藝的提高，各種新型的建筑材料得到了非常廣泛的應(yīng)用，包括了保溫材料、隔熱材料、高強(qiáng)度材料等新型材料，這些材料在當(dāng)前的建筑中得到了很好的應(yīng)用。建筑材料可以分為結(jié)構(gòu)材料、裝飾材料以及其他專用材料。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，環(huán)保理念日漸深入人心，建筑材料的選擇上也開始去選擇綠色環(huán)保的材料。生態(tài)建筑材料主要來(lái)自于生態(tài)環(huán)境材料，生態(tài)環(huán)境材料的首要特征是節(jié)約資源和能源，其次是能夠減少建筑材料的環(huán)境污染，避免對(duì)環(huán)境造成破壞，最后是生態(tài)建筑材料能夠方便回收和循環(huán)利用。

建筑材料的火反應(yīng)是和建筑材料的特征和建材性質(zhì)直接相關(guān)的，隨著建筑物的建設(shè)發(fā)展，各種新型材料日漸出現(xiàn)，對(duì)建筑材料的燃燒值的研究也顯得愈發(fā)重要，只有對(duì)建筑物的燃燒值做了具體的檢測(cè)之后，才能清楚建筑物的熱力反應(yīng)，為更好地利用建筑材料，防止建筑火災(zāi)提供可能，加強(qiáng)建筑物和建筑材料使用過程中的安全性和穩(wěn)定性。不同額建筑材料在火反應(yīng)基礎(chǔ)上具有不同的燃燒特性，筆者將在下文中針對(duì)不同的建筑特征和火反應(yīng)的基本概念分析基于火反應(yīng)談建筑材料應(yīng)用特征及其級(jí)別。

2火反應(yīng)概述

2.1 火反應(yīng)試驗(yàn)

各個(gè)國(guó)家的火反應(yīng)試驗(yàn)方法不同，以試驗(yàn)對(duì)象分類可以分為材料的燃燒性能和建筑制品的燃燒性能。以材料為對(duì)象的火反應(yīng)試驗(yàn)，主要是以測(cè)定材料的物理和化學(xué)燃燒性能為主。比如材料的溫度、自燃點(diǎn)、燃燒時(shí)間等。對(duì)建筑品的燃燒性能主要是指使用安全上為目標(biāo)，檢測(cè)訂制品德燃燒特性。建筑材料一般分為非燃燒性材料和燃燒性材料。針對(duì)非燃燒性材料的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)各個(gè)國(guó)家不盡相同，因此，對(duì)非燃燒性材料的劃分和等級(jí)確認(rèn)都是不相同的。從檢測(cè)的研究上來(lái)看，對(duì)建筑材料的分級(jí)和劃分，是采用以量熱學(xué)耗氧原理為基礎(chǔ)的測(cè)驗(yàn)方法。

燃燒熱也稱為熱值，是指單位質(zhì)量的材料完全燃燒后釋放出來(lái)的總熱量，嚴(yán)格的說也是標(biāo)準(zhǔn)條件下，燃燒材料的熱反應(yīng)是對(duì)建筑材料的氧化反應(yīng)。首先從熱力學(xué)第一定律來(lái)看，物質(zhì)在燃燒過程中的能量變化是功和熱兩種形式。熱效應(yīng)是發(fā)生火災(zāi)的重要來(lái)源，研究燃燒的熱學(xué)性質(zhì)是對(duì)建筑材料的熱反應(yīng)研究的重要內(nèi)容。采用熱化學(xué)反應(yīng)方程計(jì)算燃燒熱的方法只是對(duì)單質(zhì)或者純化合物，而從建筑材料的使用來(lái)看，純物質(zhì)的應(yīng)用范圍是很小的。建筑材料的各種成分是非常復(fù)雜的，因此不可能寫出非常明確的化學(xué)分子。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，大多數(shù)建筑材料和實(shí)際應(yīng)用中的多數(shù)材料的燃燒值都需要試驗(yàn)確定，就當(dāng)前的檢測(cè)技術(shù)來(lái)看，最佳的測(cè)定方法是氧彈量熱計(jì)方法。

2.2 火反應(yīng)荷載密度

火反應(yīng)荷載密度是指在火災(zāi)環(huán)境下，火災(zāi)空間內(nèi)的可燃物燃燒時(shí)產(chǎn)生的總熱量。火災(zāi)的荷載密度是指火災(zāi)空間內(nèi)的所有可燃建筑材料完全燃燒之后產(chǎn)生的總熱量，即單位面積上的可燃材料的總發(fā)熱量。火反應(yīng)的荷載可以分為固定火災(zāi)負(fù)荷，活動(dòng)火災(zāi)負(fù)荷、臨時(shí)火災(zāi)負(fù)荷。固定火災(zāi)負(fù)荷即是指在房間內(nèi)裝修用、基本固定不變位置的可燃材料，比如房間內(nèi)的墻面、地面等；活動(dòng)火災(zāi)負(fù)荷是指房間內(nèi)正常使用的另外的布置，比如衣物、家具等；臨時(shí)火災(zāi)負(fù)荷是指由建筑的使用者臨時(shí)帶來(lái)并且在此停留的極短時(shí)間的燃燒狀態(tài)。

3建筑材料燃燒的毒氣效應(yīng)

對(duì)火反應(yīng)的燃燒毒性的研究，是對(duì)有機(jī)建材在燃燒或者熱分解情況下產(chǎn)生的煙塵和氣體的成分進(jìn)行定量和定性的了解，對(duì)建筑材料研究的主要目標(biāo)是確定毒性，還有一個(gè)目標(biāo)是設(shè)計(jì)分級(jí)。建筑材料氣體的產(chǎn)生，在燃燒過程中主要分為熱分解階段和燃燒階段。釋放的氣體所含的成分主要是為C、H、O、N、S等，這些化學(xué)原色通過組合產(chǎn)生了CO、CO2、SO2、NH3等氣體，在燃燒的過程中還有可能會(huì)有乙醛等高分子單體物質(zhì)，隨著這些氣體成分的出現(xiàn)還會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)生大量煙塵以及水蒸氣等。然而空氣中的O2的變化會(huì)直接導(dǎo)致CO、CO2的生成?；鸱磻?yīng)過程中所產(chǎn)生的毒氣會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生危害，其危害主要表現(xiàn)在毒氣的吸入，這種效應(yīng)是隨著建筑材料本身的特性、人體在火災(zāi)中暴露的時(shí)間，火災(zāi)產(chǎn)生的毒氣濃度，毒氣效應(yīng)會(huì)讓人的嗅覺和呼吸系統(tǒng)受到刺激，喪失行動(dòng)能力，模糊視線，損傷肺組織和抑制呼吸而死亡。因此火災(zāi)情況下，會(huì)容易使人的意識(shí)模糊，行為錯(cuò)亂，實(shí)際建筑材料在燃燒過程中產(chǎn)生的毒氣效應(yīng)是綜合性的，體現(xiàn)出對(duì)人體的不同作用強(qiáng)度。

4建筑材料的防火評(píng)級(jí)

通常情況下，材料的凈燃燒熱和燃燒所需要的氧氣是成比例的，換言之，每消耗1kg的氧約釋放13.1×103kJ的熱量。對(duì)于大多數(shù)的建筑可燃物來(lái)說，這個(gè)數(shù)量的變化時(shí)在5%左右的范圍內(nèi)。平均來(lái)講，不同材料所釋放的熱量速大致在900s的試驗(yàn)周期以內(nèi)，并且釋放熱量的速率逐漸朝平穩(wěn)靠近。熱釋放速率最大值和總放熱量可以作為表示建筑材料在規(guī)定時(shí)間內(nèi)對(duì)火反應(yīng)特征的基本參數(shù)。不同類型的建筑材料在燃燒過程中所釋放出來(lái)的熱量是存在較大差異的，在相同的外部條件下，熱量釋放的速率和時(shí)間之間關(guān)系主要體現(xiàn)在峰值的大小的差異上。

綜上所述，基于火反應(yīng)談建筑材料應(yīng)用特征及其級(jí)別，針對(duì)不同的建筑材料是具有不同的的燃燒性能的，提高對(duì)建筑材料火反應(yīng)的研究，有利于增強(qiáng)建筑材料的穩(wěn)定性和安全性。

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